水基防锈剂的研制
丁烯酸酰胺型环保水基防锈剂的制备研究
1 850 cm - 1 和 1 786 cm- 1[ 5] , 表明反应进行比较完全. 2. 2 紫外光谱分析
图 1 丁烯酸型防锈剂的红外光谱图
从紫外吸收光谱图 2 中可以看出, 该防锈剂的最大吸收波长出现在 220 nm 附近. 与理论值( 理论酰
胺吸收峰在 227 nm) 基本相符, 说明有酰胺键存在.
表 1 催化剂量与表面张力的关系
产物 1# 2# 3# 4#
pH= 5 50 40 42 40
pH = 6 53 45 46 47
pH = 7 59 48 50 49
pH = 8 49 41 40 41
pH= 9 47 40 42 43
pH = 10 43 39. 5 39 40
pH = 11 42 39. 2 39 39
第 24 卷
2. 5 防锈性能分析 取 3 块材质相同的洁净光亮钢片, 分别浸渍于添加有不同浓度丁烯酸酰胺型非离子表面活性剂的 1#
( 未添加防锈试剂) 、2# ( 质量分数 1. 0% ) 、3# ( 质量分数 2. 0% ) 的 15 mL 水中, 调节 pH = 9, 密封放入已恒 温 65 ! 的烘箱内, 实验 24 h , 观察表面变化情况见表 2. 试验结果表明: 合成的丁烯酸酰胺型防锈剂对钢 片有良好的防锈作用.
1. 3 实验步骤[ 4]
在装有电动搅拌器、冷凝管、温度计的反应器中加入一定量的丁烯酸, 在氮气保护下加热到 140 ! 左
收稿日期: 2009 01 09 基金项目: 安徽省高校自然科学基金资助项目( 2003kj036) 作者简介: 郑 磊( 1983 ) , 男 , 安徽淮南人, 硕士研究生.
第2期
郑 磊, 等: 丁烯酸酰胺型环保水基防锈剂的制备研 究
水基防锈剂的研制
水基防锈剂的研制摘要：水基防锈剂是在使用过程中可以用水稀释的防锈剂。
其主要成分是抗锈蚀水溶性化合物、水溶性添加剂、溶剂和水。
由于用水代替有机溶剂，它具有环境保护、防火和对操作人员的轻微损害等优点。
含亚硝酸盐的水基防锈剂具有极佳的抗锈蚀性能，但亚硝酸盐具有剧毒性，与三乙醇胺一起使用时会产生间接致癌作用。
不含亚硝酸盐的水基防锈剂的抗锈蚀能力往往较弱，而且价格昂贵，用户难以接受。
关键词：水基防锈剂；环保；研制；合成单体前言防锈油主要用于钢铁产品的长期储存和防锈剂，但后续过程需要处理机油，使水锈剂研究成为国内外研究的热点。
水性防锈剂有多种，主要是无机和有机的。
大多数有机防锈剂使用脂肪酸、酒精、烯烃、聚丙烯、磷、甲基肉桂碱金属盐等。
它们主要通过物理和化学吸附方式附着在金属表面上，金属表面的状况发生变化，以防止锈蚀。
近年来，水性防锈剂发展成为有机防锈剂。
本研究报告的现有水性防锈剂存在防锈剂性能差、防锈膜不易干燥、涂料应用不良、涂料黏附性差等问题，不能达到防锈油的更换防锈效果。
一、防锈剂作用机理一般而言，抑制剂的作用机制可归纳为两类:第一类是基于金属表面电化学过程的电化学机制，用以解释抑制剂的作用；另一种是物理化学机制，根据金属表面的物理化学变化解释抑制剂的作用。
这两个机制之间有一定的联系。
抑制剂对金属腐蚀电化学过程的抑制作用表现为抑制作用，其根本原因是金属表面形成了保护膜层，金属表面发生了某些物理化学变化。
必须充分利用协同作用，以改善侵蚀效果。
在实际应用中，抑制剂通常不是单个组件，而是多个组件的组合。
二、工艺与试验1.水基防锈剂的合成（1）单体合成在碱性条件下，加热和加热多碳酸二联苯和有机金属胺，以生产水溶性肥皂，并根据所需温度和合成时间进行单体合成。
单一本体均匀、透明、无层状、无沉淀、水溶性、非浸润、耐锈蚀，可在金属表面快速形成密集吸附泡沫层，从而防止周围空气和水腐蚀金属表面。
单体具有一定的极性和耐磨性，与其他抑制剂兼容，没有毒性和无害性，是一种生态成分。
水基防锈剂的研制
多聚膦酸酯 LS-150、三乙醇胺、甲基硅酸钠、三元酸[即(2,4,6−三(6−氨基己酸基)−1,3,5−三嗪]等原料研制了一种环保型水基
防锈剂。采用正交试验优化了原料用量，通过氯化钠盐水浸泡、硫酸铜点滴腐蚀试验、极化曲线测量、附着力测试和扫描电镜
观察等方法对该水基防锈剂的性能进行了评价，并与市售 剂工艺
Langfang 065000, China
钢铁制品的长时间封存防锈多采用防锈油[1]，但后续工序需进行除油处理，这使得水基防锈剂的研 究成为国内外的研究热点[2]。现有的水基防锈剂品种很多，主要分为无机防锈剂和有机防锈剂两大类[3]。 无机防锈剂多采用亚硝酸盐、重铬酸盐、硼酸盐、钼酸盐、钨酸盐等，利用钝化原理，在制品表面生成 不溶性钝化膜层而起到防锈作用。其中，亚硝酸盐和重铬酸盐具有较强的毒性，且污染环境[4]；硼酸盐、 钼酸盐和钨酸盐昂贵，防锈周期较短[5]。有机防锈剂多采用脂肪酸、醇胺、烯醇、聚丙烯酸酯、膦酸盐、 甲基肉桂酸的碱金属盐等[6-10]。它们主要靠物理吸附和化学吸附而附着在金属表面，通过改变金属表面状 态来达到防锈的目的[11]。近年来，水基防锈剂向有机防锈剂的方向发展[12]。现有研究报道的水基防锈剂 均存在防锈性能差、防锈膜不易干燥、涂装后与涂层附着力差等问题，达不到代替防锈油的防锈效果。
dichromate in current water-based antirust agents, an environmentally friendly product was prepared with ethylene oxide
derivative TC-941, polyphosphonate LS-150, triethanolamine, sodium methyl silicate, and 2,4,6-tri-(6-aminocaproic
水基防锈剂配方组成比例,防锈剂成分分析技术及生产工艺
水基防锈剂配方组成比例，防锈原理及配制方法导读：本文详细介绍了水基防锈剂的研究背景，理论基础，参考配方等，本文中的配方数据经过修改，如需更详细资料，可咨询我们的技术工程师。
广泛应用于金属表面防锈处理，禾川化学引进国外配方破译技术，专业从事水性防锈剂成分分析、配方还原、研发外包服务，为防锈剂相关企业提供一整套配方技术解决方案。
一、背景钢材在生产、储运过程中，如不经防锈处理，在较短时间内就会产生锈蚀，对成品钢材的外观和性能产生不良影响，锈蚀严重的甚至会造成钢材报废。
钢铁生锈给国民经济造成巨大损失，全世界每年因生锈而报废的钢铁达几千万吨，我国2000年因腐蚀造成的经济损失达5000亿人民币，因此防锈液的研究对钢铁材料的保护具有重要作用。
过去使用的金属水基防锈液大多数都含有亚硝酸钠，亚硝酸盐型水基防锈液具有价廉、效果良好及使用方便、易去除等明显优点，故被广泛使用，但人们证明亚硝酸盐能转化成致癌物而使其使用和排放受到严格限制。
由于环保等原因，多年来人们一直在致力于非亚硝酸盐环保型水基防锈剂的研究，取得了较大的进展。
防锈油防锈性虽好，但成本高，而且给钢铁制品后期处理带来困难。
近几年，环保型水基防锈剂的研究得到国内外的广泛关注，特别是长效水基防锈剂的研制已成为一种趋势。
近年来纳米技术也开始应用到水基防锈技术中，这无疑给防锈技术的研究和应用开辟了广阔前景。
近年来，科研人员从天然植物中提取高效、低毒防锈剂，如米糠、芒果皮、柑桔皮、芦荟叶、石榴皮、芦苇、睡莲、黄柏、松香等，或者利用工农业的副产品提取防锈剂，并经复配改性处理，提高防锈性能，这样可变废为宝，实现资源充分利用。
多功能的水基防锈剂研究开发及应用渐成趋势，如除油、除锈“二合一”，除油、除锈、防锈三合一的产品也日益增多，它们通过对油层的乳化，对锈层的渗透和转化，起到对金属产品的保护作用。
研究和开发防锈性好，性质稳定，价格低廉，减少污染，功能齐全，使用方便的水基金属防锈剂，应该是科研工作者今后努力的方向。
环保防锈剂配方
环保防锈剂配方环保防锈剂是一种用于防止金属表面生锈的化学物质。
它们可以通过形成一层保护性涂层来防止空气中的氧气与金属发生反应。
环保防锈剂具有许多优点，例如它们能够延长金属的使用寿命、降低维护成本和减少对环境的污染。
下面将介绍一些常见的环保防锈剂配方。
1. 水基防锈剂配方水基防锈剂是一种非常流行的环保型防锈剂，因为它不含有油类成分，可以在水中溶解，并且易于清洗。
以下是一种简单的水基防锈剂配方：材料：- 乙二胺四乙酸（EDTA）：25克- 磷酸三钠：50克- 去离子水：1升制作方法：1. 将EDTA和磷酸三钠加入去离子水中，搅拌均匀。
2. 在需要使用时，将该溶液涂在金属表面上，并允许其干燥。
2. 生物降解型防锈剂配方生物降解型防锈剂是一种可以降解成环境友好物质的防锈剂。
以下是一种简单的生物降解型防锈剂配方：材料：- 硝酸铜：50克- 去离子水：1升制作方法：1. 将硝酸铜加入去离子水中，搅拌均匀。
2. 在需要使用时，将该溶液涂在金属表面上，并允许其干燥。
3. 植物油基防锈剂配方植物油基防锈剂是一种环保型的防锈剂，因为它们不含有有毒化学物质。
以下是一种简单的植物油基防锈剂配方：材料：- 葵花籽油：1升- 硼酸：25克制作方法：1. 将葵花籽油和硼酸混合在一起，并充分搅拌均匀。
2. 在需要使用时，将该溶液涂在金属表面上，并允许其干燥。
4. 无机盐类防锈剂配方无机盐类防锈剂是一种环保型的防锈剂，因为它们不含有有机化学物质。
以下是一种简单的无机盐类防锈剂配方：材料：- 钠亚硫酸：50克- 碳酸钠：50克- 去离子水：1升制作方法：1. 将钠亚硫酸和碳酸钠加入去离子水中，搅拌均匀。
2. 在需要使用时，将该溶液涂在金属表面上，并允许其干燥。
总结：以上是几种常见的环保防锈剂配方。
这些配方都具有环保、经济、易于制备和使用等优点。
但是，在使用任何类型的防锈剂之前，请务必了解所用金属的特性，并遵循正确的应用程序和安全措施。
一种水基防锈剂的制备研究
第50卷第1期2021年1月辽宁化工Liaoning Chemicdl IndustryVol.50,No.1Janudry,2021—种水基防锈剂的制备研究张宏军（新东北电气集团高压开关有限公司，辽宁沈阳110027）摘要：防锈剂保护技术是一种广泛采用的金属防腐蚀技术，试验以山梨醇、三乙醇胺、苯甲酸钠、硼酸、碳酸钠为主要原料制备水基环保防锈剂。
试验主要考察反应温度、原料用量配比、防锈剂稀释质量分数对防锈效果的影响.同时采用盐雾试验与车间自然环境下测试防锈实际效果：本制备工艺简单，成本较低，所制备防锈剂效果良好.使用方便。
关键词：水基防锈剂；环保；金属腐蚀中图分类号：TQ05096文献标识码：A文章编号：1004-0935（2021）01-0012-03金属在储运、生产过程中，很难不与空气中的氧、湿气或其他腐蚀性介质接触，这些物质在金属表面发生电化学腐蚀而生锈，要防止锈蚀就得阻止以上物质与金属接触山。
一旦发生锈蚀，不但对金属材料的性能产生影响，甚至会造成材料的报废⑵。
据不完全统计，全世界每年因生锈而报废的金属材料有几千万吨，因腐蚀造成的经济损失高达上千亿人民币【2】。
因此，金属材料的防腐蚀研究具有重要意义。
金属防锈剂分为水基型和油基型⑸。
油基型防锈性能虽好，但成本高，而且后期处理比较困难。
水基防锈液使用方便易去除，且价格低廉、防腐效果好，目前应用比较广泛。
水基防锈液多数为含磷酸盐或亚硝酸盐型，但亚硝酸盐可转化成致癌物，出于环境保护与人体健康考虑，其使用和排放均受到了严格限制【"I。
近几年，环保型水基防锈剂已成为国内外的研究热点。
本文以山梨醇、三乙醇胺、苯甲酸钠、硼酸、碳酸钠为主要原料制备一种水基防锈剂，并在新东北电气集团电镀车间试用。
1实验研究1.1实验原料和设备实验的主要原料和设备见表1和表2。
表1原料与试剂试剂名称规格厂家山梨醇分析纯大连通用化工有限公司三乙醇胺分析纯无锡百川化工有限公司苯甲酸钠分析纯江苏灵谷化工有限公司硼酸分析纯天津市同鑫化工有限公司碳酸钠分析纯大连通用化工有限公司实验用水为过滤纯净水。
水基防锈剂配方组成比例防锈剂成分分析技术及生产工艺
水基防锈剂配方组成比例防锈剂成分分析技术及生产工艺配方组成比例：1.水：作为主要的溶剂，占整个配方的大部分，通常达到80%以上。
2.腐蚀抑制剂：主要用于防止金属材料的腐蚀，具有吸附在金属表面形成保护膜的功能。
常用的腐蚀抑制剂包括磷酸盐、硝酸盐、钝化剂等。
通常占整个配方的5%至10%。
3.缓蚀剂：用于减慢金属材料的腐蚀速度。
常用的缓蚀剂包括有机胺类、光亮剂等。
通常占整个配方的1%至5%。
4.助剂：根据需要添加一些具有特定功能的辅助物质，如pH调节剂、表面活性剂等。
这些助剂通常占配方的1%以下。
防锈剂成分分析技术：1.pH测定：使用pH计测量防锈剂的酸碱度。
通常，防锈剂的pH值应在中性或略偏碱的范围内，以确保最佳的防锈效果。
2.密度测定：通过密度计测量防锈剂的密度。
密度主要受到溶剂和溶质的浓度影响，因此可以用于判断防锈剂的成分和浓度。
3.利用元素分析仪器，如电子能谱仪（ESCA）或能量色散X射线光谱仪（EDX）等，对防锈剂进行化学成分的定性和定量分析。
这些仪器可以识别防锈剂中存在的元素，并确定其含量。
4.粘度测定：使用粘度计测量防锈剂的粘度，以评估其润滑性和适用性。
生产工艺：1.配方设计：根据防锈要求和成本控制，设计出合适的配方。
根据需要选择特定类型的腐蚀抑制剂、缓蚀剂和助剂。
2.材料准备：准备所需的原材料，并根据配方要求进行称量和混合。
3.溶剂混合：将水和其他溶剂进行混合。
4.添加成分：按照配方要求，将腐蚀抑制剂、缓蚀剂和助剂依次加入到溶剂中，并进行彻底的混合搅拌。
5.调整酸碱度：使用pH计监测防锈剂的pH值，并进行调整以适应特定的防锈条件。
6.包装和贮存：将防锈剂进行包装，并存放在干燥、阴凉的地方，避免阳光直射和高温。
总结：水基防锈剂是一种常用的防腐液体，其配方包括主要溶剂水、腐蚀抑制剂、缓蚀剂和助剂。
成分分析技术包括pH测定、密度测定、元素分析和粘度测定等。
生产工艺包括配方设计、材料准备、溶剂混合、添加成分、酸碱调整和包装贮存。
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范洪波,胡勇有(华南理工大学环境科学与工程学院,广东广州510641)
0前言工业上广泛使用的水基防锈剂通常含亚硝酸盐和磷酸盐,其中亚硝酸盐是致癌物质,磷酸盐排放到环境中,会导致富营养化。
因此,迫切需要寻找一种高效、环保、价廉的水基防锈剂。
我国的天然松香资源丰富,价格低廉,通过松香改性合成的缓蚀剂、防锈剂以其无毒无害、缓蚀防锈性能好和易生物降解等优点引起了广泛重视[1～6]。
本工作利用松香与顺酐进行共聚反应,共聚物进一步与胺发生中和反应,制成了具有优良防锈性能的水基防锈剂ＦＹ11,并研究了ＦＹ11水基防锈剂的合成方法及对金属的防锈作用。
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1试验
1.1水基防锈剂的合成(1)马来松香的合成将松香和顺酐按一定比例一次性投入四口烧瓶,排去四口烧瓶中的空气,以防松香被氧化,然后开启冷凝回流和油浴加热,当反应物温度达到165℃左右时,反应开始放热,温度自然上升至190～200℃,在此温度下反应1ｈ。
在这步反应中,松香的各种异构体全部转化为左旋松香酸,并与顺酐发生ＤｉｅｌｓＡｌｄｅｒ反应,生成高酸值的三元酸。
(2)马来松香与二乙醇胺的反应升高温度到200～205℃,关闭冷凝回流,使未反应的顺酐蒸出并回收,然后在不断搅拌下,缓慢加入二乙醇胺,并在150～170℃反应2ｈ。
反应结束后,冷却,得到黄色黏稠状产物。
该产物即为合成的水基防锈剂,它具有良好的水溶性。
1.2防锈性能测试用高湿防锈试验和防锈水浸泡试验检测合成的水基防锈剂对金属的防锈作用,并和进口的水基防锈剂进行比较。
1.2.1高湿防锈性(1)人工海水和防锈水的配制配制3.5%的ＮａＣｌ溶液作为人工海水;在合成的不同试样中加入表面活性剂、润湿剂和水,配成不同浓度的防锈水备用。
同时,配制0.5%的进口防锈液(美国产,下同)备用。
(2)试验方法每次取6块Ｑ235钢片,先用400号氧化铝耐水砂纸打磨去锈,使其光亮,然后用金相砂纸打磨,接着用酒精棉球擦拭钢片,最后用丙酮棉球去除钢片表面油污。
把擦拭干净的钢片浸在配好的防锈液中,30ｍｉｎ后取出,自然晾干(约2ｈ)。
浸过防锈液的钢片悬挂在装有50ｍＬ人工海水并恒温于30℃的广口瓶内,钢片保持在液面以上,塞上塞子,观察钢片腐蚀情况,每6ｍｉｎ观察一次,记下每片钢片出现第一个锈点的时间,以检测防锈液的防锈能力。
1.2.2防锈水浸泡性选出防锈性能最好的一个配方配制100ｍＬ的防锈水储于250ｍＬ广口瓶中备用,同时配制0.5%的进口水基防锈剂作比较用。
?片钢片,分别用氧化铝砂纸、金相砂纸打磨,用酒精棉球和丙酮棉球擦拭钢片上的油污。
把擦拭干净的钢片浸在配好的防锈液中,30ｍｉｎ后从防锈液中取出,自然晾干(约2ｈ左右)。
然后,将钢片分别浸在所配的2种防锈水中,每天观察一次,并记下每块钢片出现第一个锈点的时间,以检测该水基防锈剂的防锈效果。
2结果及分析
2.1合成投料比对水基防锈剂防锈性能的影响
通过改变松香、顺酐和二乙醇胺的投料比(物质的量比),得到若干不同的防锈剂试样,并配成1%的防锈水,进行高湿防锈试验,其结果见表1。
由表1可见,松香、顺酐和二乙醇胺的物质的量之比为1.00.8 2.8(2号)时所得到的防锈液效果最好,所以选用该投料比合成的防锈剂进行浓度选择和复配研究,以期能最大限度地发挥该防锈剂的防锈性能。
2.2浓度对防锈性能的影响选取表1中最佳防锈水配比(2号配比),改变防锈水的浓度进行高湿防锈试验,试验结果见表2。
由表2可以看出当防锈水浓度为1.0%时,其防锈性能已经达到较佳的效果再增大其浓度
防锈性能无进一步改善。
2.3复配对防锈性能的影响在1.0%的防锈水中添加不同的表面活性剂和润湿剂甘油做高湿防锈试验,以期找到最佳的配方。
表3是该组高湿防锈试验的试验数据。
由表3试验结果可以看出,加入司盘80和润湿剂甘油的6号试样第一个锈点出现的时间不仅推迟,而且面积小、数量少,锈点出现得不明显。
同时还发现,加入十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇辛基苯基醚和山梨醇酯80等表面活性剂复配的防锈水浸泡的钢片试样不仅出现第一个锈点的时间提前,而且锈点比较明显。
可见司盘80可以最大程度地发挥协同作用,润湿剂甘油可以增加其分散性能,从而使防锈水的防锈效果达到最佳效果。
2.4防锈水浸泡试验的结果及分析把表3中效果最好的6号样与进口产品11号同时做防锈水浸泡试验,结果见表4。
由表4可见,合成的水基防锈剂具有良好的防锈性能,虽然与进口产品相比还有差距,但我国松香资源丰富,价格低廉,无毒无害,因此有广阔的应用前景。
通过松香改性合成的水基防锈剂含有的极性基团对金属有较强的亲合能力,易吸附在金属表面,形成吸附润湿膜,因其疏水基团较大,并有芳环结构,也具有油溶性的特点。
此外,该防锈液与加入的表面活性剂司盘80产生复合增效作用,在金属表面形成吸附保护膜层,从而阻滞了阴、阳极腐蚀过程,由于有致密的覆盖膜,能有效地抗拒介质中的水分子、氧以及其他腐蚀性物质的侵入,具有优良的防腐蚀、防锈性能。
3结论用松香、顺丁烯二酸酐、二乙醇胺为主要原料合成的防锈剂,其极性基团对金属有较强的亲合能力,牢固吸附在金属表面上,形成定向吸附层,因此,具有优良的防锈性能。
影响防锈性能的因素主要有1)
在合成时应选择黄色、块状的未被氧化的松香和干燥的顺酐反应;(2)防止松香被空气氧化,同时,要防止反应物因受热不均匀而导致局部温度过高,物料焦化;(3)松香、顺酐和二乙醇胺的投料比(物质的量比)为1.00.8 2.8时合成的防锈剂防锈效果最佳;(4)防锈水的使用浓度一般在1.0%左右时,其防锈效果就可以满足要求;(5)在配制防锈水时适当加入表面活性剂(司盘80),能更好地发挥它们的协同作用,润湿剂(甘油)的加入可以使防锈剂具有更好的分散性,使其防锈效果更佳。